Herkes galaksilerin muazzam yıldız koleksiyonları olduğunu bilir. Tek bir galaksi yüzlerce milyarı içerebilir. Ama yıldızları olmayan bir tür galaksi var. Bu doğru: sıfır yıldız.
Bu galaksilere Karanlık Galaksiler veya Karanlık Madde Galaksileri denir. Ve yıldızlardan oluşmak yerine, çoğunlukla Karanlık Maddeden oluşurlar. Teori, 'düzenli' galaksilerin çevresindeki hale içinde bu Cüce Karanlık Galaksilerin çoğunun olması gerektiğini tahmin ediyor, ancak onları bulmak zor oldu.
Şimdi, Astrophysical Journal'da yayınlanacak yeni bir makalede, California'daki Stanford Üniversitesi'nden Yashar Hezaveh ve meslektaşları ekibi, böyle bir nesnenin keşfini duyurdu. Ekip, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi'nin gözlemlenmeden çok önce olayı öngördüğü için adlandırılan bir Einstein halkasını incelemek için Atacamas Büyük Milimetre Dizisinin gelişmiş yeteneklerini kullandı.
Bir Einstein Halkası, yakın bir nesnenin büyük yerçekiminin ışığı çok daha uzak bir nesneden bozduğu zamandır. Teleskoptaki lens gibi, hatta bir çift gözlük gibi çalışırlar. Mercekteki camın kütlesi, gelen ışığı uzaktaki nesnelerin büyütüleceği şekilde yönlendirir.
Einstein Halkaları ve yerçekimi mercekleri, gökbilimcilerin yerçekimi merceğinden bakarak son derece uzak nesneleri incelemelerini sağlar. Ama aynı zamanda astronomların mercek görevi gören galaksi hakkında daha fazla şey öğrenmelerine izin veriyorlar, bu da bu durumda olan şey.
Bir cam mercek üzerinde küçük su lekeleri varsa, bu lekeler görüntüye az miktarda bozulma ekler. Bu durumda olan şey buydu, bir mercek üzerinde mikroskobik su damlaları dışında, çarpıklıklara Karanlık Maddeden oluşan küçük Cüce Gökadalar neden oldu. “Bu görünmez nesneleri, bir pencerede yağmur damlacıklarını görebileceğiniz şekilde bulabiliriz. Orada olduklarını biliyorsunuz çünkü arka plan nesnelerinin imajını çarpıtıyorlar, ”diye açıkladı Hezaveh. Aradaki fark, suyun ışığı kırılma ile bozması, maddenin ışığı ise yerçekimi ile bozmasıdır.
ALMA tesisi çözünürlüğünü artırdıkça, gökbilimciler yeteneklerini test etmek için farklı astronomik nesneleri inceledi. Bu nesnelerden biri, yukarıdaki görüntüdeki yerçekimi merceği olan SDP81 idi. SDP81 tarafından mercek altına alınan daha uzak galaksiyi incelediklerinde, uzak galaksinin halkasında daha küçük bozulmalar keşfettiler. Hezaveh ve ekibi bu çarpıklıkların bir Cüce Karanlık Galaksinin varlığına işaret ettiği sonucuna varıyor.
Ama bunların hepsi neden önemli? Çünkü Evren'de ya da en azından onu anlamamızda bir sorun var; eksik kütle sorunu.
Evrenin yapısının oluşumu hakkındaki anlayışımız, en azından daha büyük ölçekte oldukça sağlamdır. Bu modele dayanan tahminler Kozmik Mikrodalga Arkaplanının (SPK) ve galaksi kümelenmesinin gözlemleri ile uyumludur. Ancak Evrenin daha küçük ölçekli yapısı söz konusu olduğunda anlayışımız bir şekilde parçalanıyor.
Bu alandaki anlayış eksikliğimizden biri, Eksik Uydu Sorunu olarak bilinen şeydir. Teori, gökadaları çevreleyen karanlık maddenin halesinde sub-halo nesneleri olarak adlandırılanların büyük bir nüfusu olması gerektiğini öngörüyor. Bu nesneler Macellan Bulutları kadar büyük şeylerden çok daha küçük nesnelere kadar değişebilir. Yerel Grubun gözlemlerinde, bu nesnelerin teorik tahminlerle karşılaştırıldığında 10 faktörün ayarlanması konusunda belirgin bir açık vardır.
Onları bulamadığımız için iki şeyden birinin gerçekleşmesi gerekir: ya onları bulma konusunda daha iyi oluruz ya da teorimizi değiştiririz. Ancak Evren'in yapısı hakkındaki teorilerimizi değiştirmek için çok erken görünüyor çünkü doğası gereği bulmak zor bir şey bulamadık. Bu yüzden bu duyuru çok önemlidir.
Bu Cüce Karanlık Galaksilerden birinin gözlemlenmesi ve tanımlanması, daha fazlasına kapı açmalıdır. Bir kez daha bulunduktan sonra, nüfus ve dağılımlarının bir modelini oluşturmaya başlayabiliriz. Gelecekte bu Cüce Karanlık Galaksilerin daha fazlası bulunursa, Evrenin oluşumu ve yapısı hakkındaki aşırı kemerli anlayışımızı yavaş yavaş doğrulayacaktır. Ve bu, Karanlık Maddenin Evrendeki rolünü anlama konusunda doğru yolda olduğumuz anlamına gelecektir. Onları bulamazsak ve SDP81'in hale'sine bağlı olan bir anormallik haline gelirse, teorik olarak çizim tahtasına geri döner.
SDP81'e bağlı Cüce Karanlık Galaksiyi tespit etmek çok fazla beygir gücü aldı. SDP81 gibi Einstein Halkaları, yerçekimi mercek efekti uygulamak için muazzam bir kütleye sahip olmak zorundayken, Cüce Karanlık Galaksiler karşılaştırıldığında küçüktür. Klasik bir 'samanlıkta iğne' sorunu ve Hezaveh ve ekibi ALMA'dan gelen verileri analiz etmek için büyük hesaplama gücüne ihtiyaç duydu.
ALMA ve Hezaveh ve ekibi tarafından geliştirilen metodoloji, gelecekte Cüce Karanlık Galaksilere daha fazla ışık tutacaktır. Ekip, ALMA'nın bu halo nesnelerini daha fazla keşfetme potansiyeli olduğunu düşünüyor ve bu da Evrenin yapısı hakkındaki anlayışımızı geliştirmeli. Bildirilerinin sonuçlarında söyledikleri gibi, “… ALMA gözlemleri, karanlık madde altyapısının bolluğu hakkındaki anlayışımızı önemli ölçüde ilerletme potansiyeline sahiptir.”
